本技術(shù)涉及化工領(lǐng)域，其具體是一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也得到迅速發(fā)展，對高性能氣相白炭黑的需求也日益增加，而傳統(tǒng)的氣相白炭黑多采用氯硅烷在氫氧焰中高溫水解反應(yīng)制得，該方法中火焰溫度較高且伴隨有較多的氯化氫氣體生成，這樣就造成了反應(yīng)器材質(zhì)要求、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題；而得到的氣相二氧化硅表面還附著有大量的氯化氫，需要高溫脫酸處理，白炭黑脫酸設(shè)備同樣存在材質(zhì)要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點；該方法生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害氣體還需要進行處理，這樣就造成了投資及運行成本的提高。

2、針對以上問題，我們采用硅烷來生產(chǎn)氣相白炭黑，硅烷直接與蒸汽在高流速的氫氣中發(fā)生水解反應(yīng)，不需要氫氣的參與，使得反應(yīng)溫度大幅降低的同時不在產(chǎn)生氯化氫氣體，因此不再需要對氣相白炭黑產(chǎn)品進行脫酸處理，反應(yīng)過程中保證蒸汽過量使硅烷完全反應(yīng)后，反應(yīng)過程也不會產(chǎn)生有害廢氣，這樣尾氣處理可以節(jié)約很大的成本，從源頭上做到尾氣無害化處理，既降低了投資成本，又可以做到氫氣的循環(huán)利用，同時副產(chǎn)的氫氣又可以提供給其他裝置作為反應(yīng)原料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型提供一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，本實用新型通過采用更優(yōu)質(zhì)的原料—硅烷，可以穩(wěn)定生產(chǎn)高性能、高品質(zhì)氣相白炭黑的同時，降低了反應(yīng)系統(tǒng)的溫度，避免了氯化氫氣體的生成，從而降低了整個反應(yīng)系統(tǒng)對設(shè)備、管道等材質(zhì)的特殊要求，簡化了反應(yīng)過程，降低了整個系統(tǒng)的投資，同時還做到了氫氣的循環(huán)利用。

2、為了實達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

3、一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：

4、一反應(yīng)器，用于供所需氣體原料發(fā)生反應(yīng)生成氣相白炭黑；

5、至少一聚集設(shè)備，用于將反應(yīng)器生成的氣相白炭黑聚集形成所需粒徑；

6、至少一過濾器，用于將從聚集設(shè)備出來的氣相白炭黑物料進行氣固分離；

7、至少一干燥設(shè)備，用于對過濾器過濾得到的白炭黑粉體進行干燥處理以脫去表面附著的水分；

8、至少一冷卻設(shè)備，用于對過濾器出來的氣體進行冷卻；

9、至少一儲氣罐，用于對冷卻設(shè)備深冷脫水的氣體進行暫存待用。

10、優(yōu)選的，所述反應(yīng)器內(nèi)包括通入的蒸汽、硅烷以及高速流動的氫氣，以供反應(yīng)生產(chǎn)氣相白炭黑，反應(yīng)原理為s?i?h4+h2o→s?io2+h2。

11、優(yōu)選的，所述聚集設(shè)備為螺旋狀管道，反應(yīng)器出來的粒徑非常小經(jīng)聚集設(shè)備形成粒徑稍大的白炭黑。

12、優(yōu)選的，所述過濾器為蜂巢過濾器，經(jīng)聚集設(shè)備出來的物料中含有氫氣和白炭黑，高速流動的氣體將物料帶入蜂巢過濾器中，經(jīng)蜂巢過濾器后氣體進入冷卻設(shè)備冷卻，粉末狀的白炭黑進入干燥設(shè)備脫水分。

13、優(yōu)選的，所述冷卻設(shè)備為循環(huán)冷卻設(shè)備，至少包括一個冷凍水上水管和冷凍水回水管。

14、優(yōu)選的，還包括至少一輸送設(shè)備，用于將干燥后的白炭黑輸送至成品料倉。

15、本實用新型的有益效果是：

16、(1)本發(fā)明可實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)高性能、高品質(zhì)特殊用途的氣相白炭黑；

17、(2)本發(fā)明降低了生產(chǎn)工藝對設(shè)備、管道等對材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的要求；

18、(3)本發(fā)明省去了白炭黑脫酸處理及后續(xù)氯化氫、氯氣的吸收處理，簡化了工藝流程，降低了運行成本；

19、(4)本發(fā)明減少了工業(yè)水、循環(huán)水、液堿等公用工程的消耗，做到了氫氣的循環(huán)利用；

20、(5)本發(fā)明穩(wěn)定性好，自動化的控制可實現(xiàn)連續(xù)運行。

技術(shù)特征：

1.一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)包括通入的蒸汽、硅烷以及高速流動的氫氣，以供反應(yīng)生產(chǎn)氣相白炭黑，反應(yīng)原理為sih4+h2o→sio2+h2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述聚集設(shè)備為螺旋狀管道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器為蜂巢過濾器，經(jīng)蜂巢過濾器后氣體進入冷卻設(shè)備冷卻，粉末狀的白炭黑進入干燥設(shè)備脫水分。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻設(shè)備為循環(huán)冷卻設(shè)備，至少包括一個冷凍水上水管和冷凍水回水管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一輸送設(shè)備，用于將干燥后的白炭黑輸送至成品料倉。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及化工領(lǐng)域，其具體是一種利用硅烷氣體制造高純二氧化硅的生產(chǎn)系統(tǒng),包括：一反應(yīng)器，用于供所需氣體原料發(fā)生反應(yīng)生成氣相白炭黑；至少一聚集設(shè)備，用于將反應(yīng)器生成的氣相白炭黑聚集形成所需粒徑；至少一過濾器，用于將從聚集設(shè)備出來的氣相白炭黑物料進行氣固分離；至少一干燥設(shè)備，用于對過濾器過濾得到的白炭黑粉體進行干燥處理以脫去表面附著的水分；至少一冷卻設(shè)備，用于對過濾器出來的氣體進行冷卻；本發(fā)明可實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)高性能、高品質(zhì)特殊用途的氣相白炭黑,降低了生產(chǎn)工藝對設(shè)備、管道等對材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉旭瑞,張紅軍,劉毅
受保護的技術(shù)使用者：鄭州格矽科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231227
技術(shù)公布日：2025/1/6